RFID技術在物流業(yè)應用中標準化--電波頻率標準化
隨著國際經(jīng)濟的高速發(fā)展,信息技術和計算機系統(tǒng)在各個領域里的應用,起了非常重要的作用。就拿條形碼技術來說, 由于條形碼技術具有快速識別,準確度高、操作簡單的特點,特別是在現(xiàn)代物流業(yè)的生產(chǎn)管理,倉庫管理,出入庫管理,配送運輸管理中,成為不可缺少的信息技術。
但是,隨著信息技術不斷發(fā)展、不斷被更新,現(xiàn)在又有一種新的自動識別技術要比條形碼技術的識別速度更快、準確度更高,更安全、所儲存的信息更多。同時對標簽所儲存信息,可以追加和更改,而標簽本身又不帶有電源,這就是RFID (Radio Frequency Identification)技術, RFID標簽也ⅡLl“智能標簽”或“無線標簽” 。
一、工作原理
RFID技術是利用電波的非接觸自動識別技術。RFID標簽是由平面天線和可以儲存信息的I C4,薄片組成的, 自身又不帶電源的一種裝置。其工作原理是, 當RFID標簽接收到RFID讀取器發(fā)來的電波后,IC片里發(fā)生共振,產(chǎn)生電源起動IC片系統(tǒng),將自己所儲存的信息變成信號,通過天線發(fā)出,反饋到讀取器,再通過處理系統(tǒng)把信號變成信息的過程。
二、電波頻率國際標準化
但是在RFID技術的電波頻率國際標準化問題上,以歐美日為代表的物流業(yè)發(fā)達國家,就這一問題一直在探討之中。美國、加拿大和國際EAN協(xié)會組成的GTAG研究中心,提出GTAG提案;美國馬薩諸塞大學的自動識別研究機構提出了EPC提案。日本NEC、日立制作所、NTT、富士通等有關企業(yè)組成的UID研究中心推出UID提案等。
在電波頻率使用上, 各國都有本國的電波使用基本法和使用范圍。各國有關部門制定一個電波頻率范圍,使RFID技術在各國都能應用是非常重要的,特別是RFID技術在“國際復合運輸”上的應用。
RFID技術從研究到應用,也受到了各國政府的重視。日本的國土交通省(部)早在2001年7月,為了推進物流業(yè)效率化、信息化、增強本國物流業(yè)在國際上的競爭力,制定出“新物流實施大綱” 以加快RF I D技術的開發(fā)和普及應用,加快國內(nèi)RFID技術標準化的制定。
現(xiàn)在,一般電波頻率共6種,其中13.56MHz,2.45GHz,800M~930MHz是比較常用的,800M~930MHz在美國、加拿大使用比較多,13.56MHz、2.45GHz在歐洲和日本使用比較多。特別是13.56MHz在日本最為常用,而800M~930MH z在日本是不能使用的,因為航空無線電、地域防災無線電、公共業(yè)務移動電話、手機都使用這一區(qū)間。但是出于綜合性考慮,在物流上UHF頻段800M ~930MHz使用RFID技術具有許多方面的優(yōu)點, 日本就此研究討論對電波的頻率重新分配和使用。在歐美的物流管理系統(tǒng)上也開始在使用UHF頻段8o0M~930MHz。
盡管RFID在不同頻段有著不同的應用,但近年來被業(yè)內(nèi)人士看好的技術是基于U H F頻段的無線射頻識別技術。從應用的趨勢來看,現(xiàn)代物流業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)物流、商品零售業(yè)會廣泛應用RFID技術。

表1 HF頻段與UHF頻段比較和應用
三.RFID技術的特點及各國相關管理規(guī)則
假設發(fā)射機的功率是等同的,利用低頻實現(xiàn)RFID,理論上將獲得很大的接收功率,但標簽的尺寸較大將影響市場的廣泛應用;如果利用微波實現(xiàn)RFID的方案,盡管標簽將變得較小,但路徑衰耗較大, 波長較短,接收功率是相當小的,極大地影響了讀寫距離。綜合考慮,UHF頻段的RFID具有波長適中、遠場耦合、標簽較小、空間衰耗小、工作距離相對較遠等優(yōu)點,加上I C智能卡技術不斷的成熟,TAG標簽的價格將不斷走低,更為其廣泛應用奠定了必要的基礎。所以UHF頻段的RFID技術將服務于全世界成為不爭的事實。

表2 世界發(fā)達國家RFID頻率規(guī)劃概況
各國政府除了對RFID的Reader(讀寫器)的發(fā)射功率作了相關規(guī)定外,對占用帶寬、調(diào)制方式、調(diào)頻數(shù)目均作了相關的規(guī)定。
(1)歐盟規(guī)定信道間隔為200kHz,在865.6M~867.6MHz的2MHZ的頻帶內(nèi),讀寫器發(fā)射功率小于2W(E.R.P);在856M~856.6MHz的三個信道使用時,讀寫器發(fā)射功率須小于lOOmW;在867.6M~868MHz的兩個信道使用時,讀寫器發(fā)射功率小于500roW。所以實際上在歐洲使用的RFID設備的信道間隔為200kHz,有10個功率可以達到2W的跳頻信道。
(2)美國FCC機構規(guī)定美國FCC將902M~928MHz這一頻段劃分為工、科、醫(yī)(ISM)頻段,所以對于信道劃分以及帶外輻射的要求相對寬松,要求信道間隔不超過500kHz~p可,所允許的發(fā)射機最大發(fā)射功率小于4W(E.I.R.P)。所以目前美國市場上所使用的設備信道間隔以500kHz為主流,而且由于有相對較寬的26M H z的頻帶使用,所以跳頻信道個數(shù)也在50個以上,讀寫器的發(fā)射功率基本上為4W(E.I.R.P)。
(3)調(diào)制方式主要以FSK、ASK、PSK較簡單的制式為主,未來可能出現(xiàn)較復雜的數(shù)字調(diào)制方式。
(4)標簽的天線盡管沒有規(guī)定,但趨勢是使用半波偶極子天線,因為它所能輻射的面積較大,增益因子為1.64。從以上可以清晰地看到,各國政府和地區(qū)經(jīng)過調(diào)整已作規(guī)劃,RFID的頻率使用大致在860M~960MHz頻段,這已經(jīng)成為國際主流趨勢, 同我們上述所作的技術分析的結論是吻合的。